(2011?常州三模)碳酸錳(MnCO
3)是理想的高性能強磁性材料,也是制備Mn
2O
3、MnO
2等錳的氧化物的重要原料,廣泛用于電子、化工、醫藥等行業.一種制備MnCO
3的生產流程如圖所示.

已知生成氫氧化物的pH和有關硫化物的K
sp如下表:
物質 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Mn(OH)2 |
開始沉淀pH |
2.7 |
7.6 |
8.3 |
完全沉淀pH |
3.7 |
9.6 |
9.8 |
物質 |
MnS |
CuS |
PbS |
Ksp |
2.5×10-13 |
6.3×10-36 |
8.0×10-28 |
軟錳礦主要成分為MnO
2,其中含有鐵、鋁、硅的氧化物和少量重金屬化合物雜質,SO
2來自工業廢氣.流程①中主要發生的反應有:MnO
2+SO
2=MnSO
4 2Fe
3++SO
2+2H
2O=2Fe
2++SO
42-+4H
+.
(1)流程①中所得MnSO
4溶液的pH比軟錳礦漿的pH
小
小
(填“大”或“小”),該流程可與
工業制備硫酸
工業制備硫酸
(填工業生產名稱)聯合,生產效益更高.
(2)反應②的目的是將溶液中的Fe
2+氧化成Fe
3+,其離子反應方程式為
MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O
MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O
,這樣設計的目的和原理是
使Fe2+轉變為Fe3+,Fe3+完全沉淀的pH較低(或Fe3+更易沉淀)
使Fe2+轉變為Fe3+,Fe3+完全沉淀的pH較低(或Fe3+更易沉淀)
(3)反應③中硫化鈉的作用是使重金屬離子轉化為硫化物沉淀,碳酸鈣的作用是
與溶液中的酸反應,使溶液中的Fe3+、Al3+轉化為氫氧化物沉淀
與溶液中的酸反應,使溶液中的Fe3+、Al3+轉化為氫氧化物沉淀
.
(4)反應④發生的化學反應為:MnSO
4+2NH
4HCO
3=MnCO
3↓+(NH
4)
2SO
4+CO
2↑+H
2O.
反應中通常需加入稍過量的NH
4HCO
3,且控制溶液的pH為6.8~7.4.加入稍過量的NH
4HCO
3的目的是
使MnCO3沉淀完全
使MnCO3沉淀完全
,溶液的pH不能過低的原因是
MnCO3沉淀量少,NH4HCO3與酸反應
MnCO3沉淀量少,NH4HCO3與酸反應
.
(5)軟錳礦中錳的浸出有兩種工藝:
工藝A:軟錳礦漿與含SO
2的工業廢氣反應 工藝B:軟錳礦與煤炭粉混合,焙燒后加稀硫酸溶解.
其中工藝A的優點是
節約能源、治理含SO2的工業廢氣等
節約能源、治理含SO2的工業廢氣等
.(答對1個即可)